האם "איכות" תאי ה-β יכולה לקבוע אם מפתחים סוכרת?

אם נראה שיותר ויותר אנשים שאתם מכירים מתמודדים עם סוכרת, אתם צודקים. מגפת הסוכרת לא נקראת מגפה סתם כך: על פי האגודה האמריקאית לסוכרת, יותר מ-10% מאוכלוסיית ארה"ב - כ-38.4 מיליון איש - סבלו מסוכרת בשנת 2021, כאשר 1.2 מיליון איש נוספים מאובחנים מדי שנה.

סוכרת מסוג 2 מתפתחת כאשר הגוף הופך עמיד לאינסולין, הורמון המסייע בוויסות רמות הגלוקוז בדם. אינסולין מיוצר על ידי תאי בטא בלבלב, ובסוכרת מסוג 2 הם מגבירים את ייצור האינסולין בניסיון לנרמל את רמות הסוכר, אך גם זה לא מספיק, ותאי בטא בסופו של דבר מתרוקנים. בשל תפקידם המרכזי, המסה התפקודית של תאי בטא - כלומר, מספרם הכולל ויכולתם לתפקד - קובעת את הסיכון לפתח סוכרת.

עם זאת, תאי β אינם אחידים אפילו באותו אדם - הם מחולקים לתת-סוגים, שכל אחד מהם שונה בפעילות ההפרשה, בהישרדות וביכולת החלוקה. במילים אחרות, לכל תת-סוג של תאי β יש "רמת כושר" שונה - וככל שהיא גבוהה יותר, כך ייטב. ככל שסוכרת מתפתחת, הפרופורציות של חלק מתתי-הסוגים של תאי β משתנות. אך השאלה המרכזית נותרת בעינה: האם סוכרת משנה את הרכבם ומצבם של תאי β, או שמא שינויים אלה מובילים למחלה?

כאן נכנסים לתמונה המדענים גואוקיאנג גו, אמילי הודג'ס וקן לאו מאוניברסיטת ונדרבילט. עבודתם האחרונה, שפורסמה בכתב העת Nature Communications, היא צעד לקראת הבנת האם ניתן להגדיל את המסה התפקודית של תאי β כדי להפחית את הסיכון לסוכרת מסוג 2. גו ולאו הם פרופסורים לביולוגיה של תאים והתפתחות, והודג'ס הוא פרופסור משנה לביוכימיה.

לימוד תת-סוגים של תאי β אינו משימה קלה. השיטה הנפוצה ביותר היא "ניתוח סופי של דגימות ברמת התא הבודד", כלומר מדענים יכולים לחקור תאי β ספציפיים פעם אחת בלבד - ורק כשהם מפותחים במלואם. זה לא מאפשר לנו לעקוב אחר התפתחותו של אותו תת-סוג תא בשלבים שונים: התמיינות, התבגרות, חלוקה, הזדקנות, מוות וכו'. היכולת לצפות בהם בכל השלבים תספק הבנה טובה יותר של האופן שבו מצב התאים משתנה לאורך זמן או בתנאים פיזיולוגיים שונים.

כדי להתגבר על מגבלה זו, גו, הודג'ס ולאו פיתחו שיטה לסימון קבוע של תאי האב היוצרים תאי β עם שילובים שונים של ביטוי גנים. תגים אלה אפשרו לחוקרים לעקוב אחר אותם תת-סוגים של תאי β בשלבי התפתחות שונים, ולענות על שאלות יסודיות בביטחון רב יותר.

מחקרם הניב שלושה ממצאים עיקריים:

1. תאי אב היוצרים תאי β עם סמנים גנטיים שונים בעוברי עכברים מולידים תת-סוגים של תאי β עם דרגות שונות של "כושר" בעכברים בוגרים. זה עוזר להבין כיצד תת-הסוגים נוצרים וכיצד ניתן לתמרן תהליך זה בעתיד כדי להגדיל את שיעור תאי ה-β "הבריאים" ולהפחית את הסיכון לסוכרת.
2. תזונתן של עכברות במהלך ההריון משפיעה ישירות על היחס בין תאי בטא בעלי תפקוד גבוה לתאי בטא בעלי תפקוד נמוך בצאצאים. לדוגמה, אם האם ניזונה מתזונה עתירת שומן וסובלת מהשמנת יתר, לצאצאיה יש פחות תאי בטא הרגישים לגלוקוז. מודל זה מאשר כי השמנת יתר של האם מגבירה את הסיכון לסוכרת בצאצאים. זה נותן לרופאים ולחוקרים הבנה טובה יותר של תפקיד התורשה ובריאות האם.
3. לתת-הסוגים של תאי β שזוהו בעכברים יש אנלוגים בלבלב האנושי. יתר על כן, תת-הסוג בעל הכושר הגבוה ביותר בבני אדם מופחת בחולים עם סוכרת מסוג 2. בעוד שלא כל הממצאים בבעלי חיים ישימים ישירות לבני אדם, התוצאות מצביעות על כך שמודלים של עכברים עשויים להיות שימושיים להבנת הביולוגיה האנושית וסוכרת.

החוקרים מתכננים כעת לחקור כיצד בדיוק נוצרים ומתוחזקים דפוסים אפיגנטיים (סמני ביטוי גנים שהוזכרו לעיל) בתת-סוגים שונים של תאי β וכיצד שיבושם משפיע על תפקוד התא.

"בעזרת מחקר זה ואחרים, ייתכן שיהיה ניתן בעתיד לפתח תוסף תזונה לנשים בהריון שיפחית את הסיכון לסוכרת אצל הילד", אומר גו.

שאלות חשובות נוספות נותרו פתוחות: האם ניתן, למשל, לשפר את האיכות התפקודית של תאים דמויי β שמקורם בתאי גזע עובריים אנושיים על ידי ויסות מתילציה של DNA (אחד הסמנים האפיגנטיים)? אם כן, האם ניתן להשתמש בתאי β כאלה בטיפול השתלה, שבו חולי סוכרת מסוג 2 מושתלים תאי β בעלי רמת כושר גבוהה?

התשובות לשאלות אלה נותרו למצוא.